KR200400113Y1 - 디지털 멀티미디어 방송 디코더 - Google Patents

디지털 멀티미디어 방송 디코더 Download PDF

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KR200400113Y1
KR200400113Y1 KR20-2005-0018896U KR20050018896U KR200400113Y1 KR 200400113 Y1 KR200400113 Y1 KR 200400113Y1 KR 20050018896 U KR20050018896 U KR 20050018896U KR 200400113 Y1 KR200400113 Y1 KR 200400113Y1
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Abstract

본 고안은 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 디코더로서, 외부로부터 DMB 스트림, TS(transport stream) 패킷, 또는 MUSICAM 스트림을 입력받는 시리얼 인터페이스와, 상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 상기 직렬화된 DMB 스트림을 외복호화(outer decoding)하여 TS 패킷을 출력하는 외복호화기(outer decoder)와, 상기 외복호화기에서 출력되는 TS 패킷 또는 상기 시리얼 인터페이스에서 출력되는 TS 패킷에 대한 역다중화를 수행하는 역다중화기(demux)와, 상기 역다중화된 TS 패킷을 SL(Synchronization Layer) 역패킷화(depacketization)하는 SL 역패킷화기와, 상기 역패킷화된 TS의 오디오스트림 또는 비디오 스트림 또는 데이터 스트림을 디코딩하는 오디오/비디오/데이터 디코더와, 상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 MUSICAM 스트림을 디코딩하는 MUSICAM 디코더를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 제공한다.
본 고안에 따르면, 다양한 베이스밴드 디코더와의 인터페이스가 가능하고 저전력 소비와 확장성을 고려한 하드웨어 소프트웨어 기능 분배와 효과적인 소프트웨어 구조를 구현한 DMB 디코더를 제공할 수 있다.

Description

디지털 멀티미디어 방송 디코더{DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING DECODER}
본 고안은 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다양한 베이스밴드 디코더와의 인터페이스가 가능하고 저전력 소비와 확장성을 고려한 하드웨어 소프트웨어 기능 분배와 효과적인 소프트웨어 구조를 구현한 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 관한 것이다.
이동 통신망과 위성 통신망, 초고속 가입자 선로 등의 다양한 유무선 통신 시스템의 디지털화와 함께 본격적인 광대역 멀티미디어 서비스의 제공이 구체화되고 있다. 그러나 일상 생활에서 오디오 또는 비디오와 같은 정보를 가장 손쉽게 접할 수 있는 매체인 텔레비전과 라디오 등의 방송 통신 분야는 다른 데이터 통신 분야에 비해 디지털 시스템으로의 전환이 상대적으로 미진한 상태에 머무르고 있는 실정이다.
특히 라디오 방송에 있어서 AM(Amplitude Modulation), FM(Frequency Modulation) 등의 종래의 아날로그 방송은, 지난 20세기 동안 많은 사람들에게 다양한 정보를 제공해 왔지만, 이동시에 수신 신호 품질이 급격히 저하되고, 잡음의 영향을 줄이기 위해 높은 송신 전력을 사용함으로써 전력 효율이 감소되며, 동일 채널 간섭을 피하기 위하여 근접 지역에서 다른 주파수를 사용함으로써 스펙트럼 효율이 저하되는 등의 기술적인 한계가 있다.
디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting, DAB) 또는 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting, DMB)은 기존의 아날로그 AM 또는 FM 방송에 비해 CD 수준의 고품질 오디오 서비스, 교통 및 증권 등 다양한 부가 데이터 서비스는 물론 고속 이동 중에도 7인치 미만의 화면으로 선명한 화질의 영상 서비스를 언제 어디서나 제공할 수 있는 이동형 멀티미디어 방송으로 현재의 AM 및 FM 방송의 대체뿐만 아니라 새로운 이동형 멀티미디어 서비스로 각광받을 것으로 예상된다.
이와 같은 DAB를 수용할 수 있는 수신기로는 차량용 수신기, 고정형 수신기, 휴대형 수신기 및 PC용 수신기 등의 다양한 형태로 현재 많은 개발이 이루어지고 있다. 종래의 DAB용 수신기는 자체적인 형태에 오디오 및 디스플레이 기능이 내장된 경우가 대다수이다.
예컨대 이러한 종래의 DAB 또는 DMB 수신기는 예컨대 (주)프리샛코리아 등에 의해서 2001년 2월 27일자로 출원되고 2003년 9월 3일자로 등록된 "아날로그 및 디지털 방송 복합 수신기"라는 명칭의 특허등록번호 제10-098603호 또는 (주)프리샛코리아 등에 의해서 2001년 11월 8일자로 출원되고 2002년 9월 12일자로 등록된 "외장형 표시수단을 구비한 디지털 오디오 방송 수신기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-0290274호 또는 (주)프리샛코리아 등에 의해서 2001년 11월 8일자로 출원되고 2002년 1월 18일자로 등록된 "탈부착이 가능한 저장수단을 구비한 디지털 오디오 방송 수신기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-0262879호 또는 (주)프리샛코리아 등에 의해서 2002년 5월 1일자로 출원되고 2002년 8월 23일자로 등록된 "휴대용 디지털 오디오 방송 수신기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-0288055호에 개시되어 있다.
특히 국내 지상파 디지털 멀티미디어 방송(DMB)은 유럽의 Eureka-147 디지털 오디오방송(DAB)을 기반으로 하여 멀티미디어 방송 서비스를 도입한 세계 최초의 이동형 멀티미디어 서비스이다. 따라서 DMB 수신기는 기존의 DAB 베이스밴드 디코더와 국내 규격에서 정한 DMB 스트림을 디코딩하는 DMB 멀티미디어 디코더를 이용하여 구현할 수 있다.
그러나 이러한 종래의 DMB 수신기에 사용되는 DMB 디코더 칩은 아직 상용화된 제품들이 거의 없고 현재 나와 있는 디코더 칩들도 DAB 베이스밴드 칩과 ASIC을 이용한 단일 칩인 경우이거나 특정 베이스밴드 칩만 인터페이스가 가능하며, 일부의 디코더 칩들은 DSP를 사용하여 동작 주파수가 높아 전력소모가 많은 디코더 칩들이 대부분이다.
따라서 다양한 베이스밴드 디코더와 인터페이스가 가능하고 이동성을 고려하여 저 전력소비를 만족하는 DMB 멀티미디어 디코더 구현을 위한 효과적인 디코더 구조가 필요하다.
본 고안의 목적은 다양한 베이스밴드 디코더와의 인터페이스가 가능하고 저전력 소비와 확장성을 고려한 하드웨어 소프트웨어 기능 분배와 효과적인 소프트웨어 구조를 구현한 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안은 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 디코더로서, 외부로부터 DMB 스트림, TS(transport stream) 패킷, 또는 MUSICAM 스트림을 입력받는 시리얼 인터페이스와, 상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 상기 직렬화된 DMB 스트림을 외복호화(outer decoding)하여 TS 패킷을 출력하는 외복호화기(outer decoder)와, 상기 외복호화기에서 출력되는 TS 패킷 또는 상기 시리얼 인터페이스에서 출력되는 TS 패킷에 대한 역다중화를 수행하는 역다중화기(demux)와, 상기 역다중화된 TS 패킷을 SL(Synchronization Layer) 역패킷화(depacketization)하는 SL 역패킷화기와, 상기 역패킷화된 TS의 오디오스트림 또는 비디오 스트림 또는 데이터 스트림을 디코딩하는 오디오/비디오/데이터 디코더와, 상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 MUSICAM 스트림을 디코딩하는 MUSICAM 디코더를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 제공한다.
본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 있어서, 상기 역패킷화된 TS로부터 비디오 처리를 수행하여 영상을 생성하는 비디오 프로세싱 유닛을 더 포함하도록 구성할 수 있다.
또한 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 있어서, 상기 시리얼 인터페이스는, 상기 DMB 스트림의 LSB(least significant bit)가 먼저 입력되면 비트 반전(bit reversing)을 수행하도록 구성할 수 있다.
또한 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 있어서, 상기 시리얼 인터페이스는, 상기 DMB 스트림의 패킷 주기가 204 바이트이면 상기 외복호화기로 상기 DMB 스트림의 패킷을 출력하고, 상기 패킷 주기가 204 바이트가 아니면 상기 역다중화기로 상기 TS 패킷을 출력하도록 구성할 수 있다.
또한 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 있어서, 상기 오디오/비디오/데이터 디코더는, 오디오 스트림을 디코딩하는 오디오 디코더와, 비디오 스트림을 디코딩하는 비디오 디코더와, 데이터 스트림을 디코딩하는 데이터 디코더를 포함하도록 구성할 수 있다.
또한 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더에 있어서, 상기 시리얼 인터페이스로부터 상기 외복호화기 또는 상기 역다중화기 또는 상기 MUSICAM 디코더로의 데이터 전송을 제어하는 흐름 제어부를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
이하, 본 고안의 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 도면을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 포함하는 DMB 수신기의 블록도이다.
도시되듯이 DMB 수신기는 DAB 신호를 수신하는 안테나부와, 수신신호를 증폭하고 원하는 대역신호를 필터링 하는 RF 모듈(1)과, OFDM 복조와 채널 복호 및 MUSICAM(MPEG Layer II) 오디오를 복호하는 DAB 베이스밴드 디코더부(2)와, 외복호화(Outer decoder)와 MPEG2 TS 역다중화와 MPEG4 SL 역패킷화기(depacketizer) 및 A/V 디코딩을 수행하는 본 고안에 따른 DMB 멀티미디어 디코더부(4)와, 디스플레이 장치(3)와, 스피커 장치(5)를 포함한다.
특히 DAB 베이스밴드 디코더(2)는 DMB 멀티미디어 스트림 혹은 MUSICAM 스트림을 시리얼(Serial) 인터페이스로 출력시키며, DMB 멀티미디어 스트림의 경우 DAB 베이스밴드 디코더(2)의 종류에 따라서 외복호화를 수행한 후 스트림을 출력시키는 경우도 있고 외복호화기가 없어 DMB 멀티미디어 스트림을 바로 출력시키는 경우도 있다. 또한 MSB(Most Significant Bit)가 먼저 출력되는 경우도 있고 LSB(Least Significant Bit)가 먼저 출력되는 경우도 있다.
도 2는 TS 패킷 스트림의 구성을 나타내는 도면이다.
도시되듯이 외부호화된 DMB 멀티미디어 스트림은 204 바이트의 길이를 갖고 외복호화기를 거치면 188 바이트의 길이를 갖는 TS 패킷을 형성한다.
도 3은 본 고안에 따른 DMB 멀티미디어 디코더(4)의 블록도이다.
시리얼 인터페이스(6)를 통하여 입력되는 DMB 멀티미디어 스트림은 이후 외복호화기(7)에서 외복호화된다.
외복호화기(7)는 인터리빙 깊이 12를 사용하는 길쌈 역인터리버와 단축된 RS 디코더를 사용하여 구현될 수 있다.
외복호화기(7)를 거친 TS 패킷은 ISO/IEC 13818-1/ITU-T H.222.0에 정의된 MPEG2 TS 역다중화기(demux, 9)를 거친 후 ISO/IEC 14496-1 동기화 레이어(Synchronization Layer) 역패킷화기(10)를 거쳐 오디오, 비디오, 그리고 데이터 스트림으로 분리된다.
이후 ISO/IEC 14496-10(MPEG4 AVC) 비디오 디코더 및 ISO/IEC 14496-3(MPEG4 ER-BSAC) 오디오 디코더(12) 그리고 ISO/IEC 14496-1(MPEG4 BIFS) 데이터 디코더로 디코딩을 수행하게 되고 디코딩된 비디오 스트림은 디스플레이 장치로 출력되고 오디오는 DAC(digital-to-analogue converter)를 거쳐 스피커로 출력된다.
또한 역패킷화기(10)에서 분리된 비디오 스트림은 이후 비디오 프로세싱 유닛(11)에서 신호 처리되어 영상을 생성할 수도 있다.
또한 MUSICAM 스트림 데이터의 경우 시리얼 인터페이스(6)에서 MUSICAM 디코더(13)를 통하여 디코딩된다.
이러한 과정은 흐름제어(8)에 의해서 제어된다.
도 4는 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더의 동작 흐름도이다.
우선 사용자의 선택에 따라 DMB 멀티미디어 스트림인지 혹은 MUSICAM 스트림인지를 판단한다(S1). MUSICAM 스트림인 경우 MUSICAM 디코딩(S2)을 수행한 후 스피커로 오디오를 출력한다(S3).
MUSICAM 디코더는 DAB 베이스밴드 디코더에서도 수행될 수 있으나 MUSICAM 스트림 저장기능을 갖기 위해 DMB 멀티미디어 디코더에서 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
또는 DMB 멀티미디어 스트림인 경우 스트림 시작 바이트(Sync byte)값을 보고 MSB 가 먼저 입력되는지 LSB가 먼저 입력되는지 확인한다(S4). LSB가 먼저 입력되면 비트 반전(bit reversing)을 수행한다(S5).
이후 스트림 시작 바이트의 주기를 알아낸 후 스트림 시작 바이트의 패킷 주기가 204 바이트인지를 확인한다(S6).
스트림 시작 바이트의 패킷 주기가 204 바이트이면, 외복호화기를 동작시키고(S7) 이후 TS 역다중화를 수행하며(S8), 스트림 시작 바이트의 패킷 주기가 188 바이트이면 외복호화기 수행없이 바로 TS 역다중화를 수행한다(S8).
도 2에 도시되듯이 204 바이트 또는 188 바이트 형태의 스트림 구조에 있어서, MPEG 2 TS 역다중화시 우선 TS 패킷 중에 PID(packet identification)가 0x0000인 PAT(program association table)를 찾는다. PAT가 검색되면 PAT 내에 PMT(program map table)의 PID 값을 찾고 해당 PID 값을 가지고 있는 TS 패킷이 들어올 때까지 대기한다.
PMT PID를 갖는 TS 패킷이 들어오면 PMT 안에서 IOD_Descriptor를 획득하고 장면 기술과 객체 기술에 관련된 ES_Descriptor를 획득한다.
획득된 ES_Descriptor 정보로부터 ES_ID를 획득한 다음, 이에 해당하는 엘리멘터리 스트림(Elementary Stream) 정보를 디스크립터 루프(Descriptor Loop)에서 검색한다. 엘리멘터리 스트림 정보로부터 ES_ID에 대응되는 PID 및 Stream_type 등의 스트림 정보를 획득한 다음, TS 스트림으로부터 해당 패킷들을 찾는다.
또한 장면 기술 정보가 포함하는 ObjectDescriptorID를 이용하여 객체정보 스트림이 포함하는 ObjectDescriptor를 구한다.
이후 ObjectDescriptor가 포함하는ES_ID와 PID사이의 상관 관계를 이용해서 맵 테이블을 구성한다.
이러한 방식을 통하여 SL 파싱(parsing)을 수행한 후(S9), 비디오 스트림인지 오디오 스트림인지 검사하여(S10) 획득한 비디오 스트림 PID를 갖는 TS 패킷이 들어보면 비디오 디코더로 스트림을 출력한다(S13).
오디오 스트림 역시 마찬가지 방법으로 획득한 오디오 스트림 PID를 갖는 패킷이 들어오면 오디오 디코더를 거쳐서(S11) 스피커로 출력한다(S12).
도 5는 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 포함하는 DMB 수신기의 다른 구현예를 나타내는 도면이다.
도시되듯이 DAB 베이스밴드 디코더부(2)의 DMB 멀티미디어 스트림 출력을 USB를 통해 PC(14)로 전송한 후 PC(14)에서 소프트웨어 적으로 DMB 멀티미디어 디코딩을 수행할 수 있다. 이 경우엔 소프트웨어의 구조 변경없이 사용이 가능하며, 비디오 프로세싱 유닛에서 수행되던 비디오 디코딩 역시 소프트웨어적으로 수행이 가능하다.
비록 본 고안이 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 고안을 예시하기 위한 것이며, 본 고안의 보호 범위가 이들 예시에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 고안의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 다양한 베이스밴드 디코더와의 인터페이스가 가능하고 저전력 소비와 확장성을 고려한 하드웨어 소프트웨어 기능 분배와 효과적인 소프트웨어 구조를 구현한 DMB 디코더를 제공할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 포함하는 DMB 수신기의 블록도.
도 2는 TS 패킷 스트림의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더의 블록도.
도 4는 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더의 동작 흐름도.
도 5는 본 고안에 따른 디지털 멀티미디어 방송 디코더를 포함하는 DMB 수신기의 다른 구현예를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: RF 모듈 2: DAB 베이스밴드 디코더부
3: 디스플레이 장치 4: DMB 멀티미디어 디코더부
5: 스피커 장치 14: PC

Claims (6)

  1. 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 디코더로서,
    외부로부터 DMB 스트림, TS(transport stream) 패킷, 또는 MUSICAM 스트림을 입력받는 시리얼 인터페이스와,
    상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 상기 직렬화된 DMB 스트림을 외복호화(outer decoding)하여 TS 패킷을 출력하는 외복호화기(outer decoder)와,
    상기 외복호화기에서 출력되는 TS 패킷 또는 상기 시리얼 인터페이스에서 출력되는 TS 패킷에 대한 역다중화를 수행하는 역다중화기(demux)와,
    상기 역다중화된 TS 패킷을 SL(Synchronization Layer) 역패킷화(depacketization)하는 SL 역패킷화기와,
    상기 역패킷화된 TS의 오디오스트림 또는 비디오 스트림 또는 데이터 스트림을 디코딩하는 오디오/비디오/데이터 디코더와,
    상기 시리얼 인터페이스로부터 출력되는 MUSICAM 스트림을 디코딩하는 MUSICAM 디코더
    를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역패킷화된 TS로부터 비디오 처리를 수행하여 영상을 생성하는 비디오 프로세싱 유닛을 더 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시리얼 인터페이스는,
    상기 직렬화된 DMB 스트림의 LSB(least significant bit)가 먼저 입력되면 비트 반전(bit reversing)을 수행하는 것인 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시리얼 인터페이스는,
    상기 DMB 스트림의 패킷 주기가 204 바이트이면 상기 외복호화기로 상기 DMB 스트림의 패킷을 출력하고, 상기 패킷 주기가 204 바이트가 아니면 상기 역다중화기로 상기 TS 패킷을 출력하는 것인 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오디오/비디오/데이터 디코더는,
    압축된 오디오 스트림을 디코딩하는 오디오 디코더와,
    압축된 비디오 스트림을 디코딩하는 비디오 디코더와,
    데이터 스트림을 디코딩하는 데이터 디코더를 포함하는 것인 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시리얼 인터페이스로부터 상기 외복호화기 또는 상기 역다중화기 또는 상기 MUSICAM 디코더로의 데이터 전송을 제어하는 흐름 제어부를 더 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 디코더.
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